6. Защита курсового проекта.

Курсовой проект защищают перед комиссией, назначаемой за­ведующим кафедрой в составе 2-3 преподавателей. На защите студент должен:

а) четко сформулировать поставленную перед ним задачу;

б) объяснить порядок ее решения;

в) пояснить особенности концептуального алгоритма, структурной и принципиальной схем, программного обеспечения;

г) сделать выводы и рекомендации по разработанной МПС.

На доклад отводится 5-10 минут. По окончании доклада студент должен дать обстоятельные, но краткие ответы на воп­росы и замечания членов комиссии.

7. Методические рекомендации по выполнению курсового проекта.

Ввиду того, что подготовка курсового проекта требует бо­лее глубокого по сравнению с лекционным курсом освоения кон­кретных вопросов, изучение их следует начинать с проработки специальной литературы.

7.1. Методология разработки математической модели мпс.

Математической моделью МПС мы будем называть модель-формулу (систему формул), которая позволяет МП вычислить выходные параметры задачи для последующей их реализации с помощью исполнительных устройств и предъявления результата пользователю системы.

Данное определение фиксирует внимание студента на следующем важном положении. МП оперирует с числами и ничего сам "придумать" не может. Чтобы вычислить требуемый параметр, он должен оперировать формулой – математической моделью, в которой неизвестный параметр записывается слева от оператора эквивалентности ("="), а справа от него располагается комплекс параметров (система параметров и операторов, объединенных некоторым принципом), значения которых к моменту вычисления должны быть известны.

Значения параметров, расположенных в формуле справа, могут быть получены МП несколькими путями:

• заложены в систему как константы (или в свою очередь вычислены) на основе исходных данных задачи;

• введены пользователем с клавиатуры;

• определены МП на основе показаний датчиков и/или получены с АЦП (путем преобразования входного аналогового напряжения).

Построение математической модели процесса, который, по мнению разработчика, должен протекать в проектируемой МПС, целесообразно начать с построения ее графической формы с нанесенными на ней всеми возможными параметрами, относящимися к поставленной задаче (пример приведен на рис.1). Это обеспечивает лучшее восприятие проблемы и облегчает построение математической модели МПС.

Процессор является числовым исполнителем и реализует требуемый процесс дискретно (скачками), что приводит к искажению формы реализуемого (или контролируемого) процесса. Поэтому необходимо для обеспечения заданной точности проработать вопрос о дискретизации процесса по времени и по рассчитываемому параметруU. На основе теоремы Котельникова частота дискретизации процессаFд должна быть не менее2*Fв, гдеFв– максимальная частота рассматриваемого процесса. Обычно для практических приложений следует выбиратьFд= 4…5*Fв. Для лабораторных работ можно рекомендовать следующую формулу для расчета элементарного временного интервалаt

t ≤  / (2*Fв). (5)

Динамический диапазон Dрассчитываемого параметраUравен

D = (U_max – U_min)/ ΔU_min, (6)

где U_min– минимально возможное значениеU;U_max – максимально возможное значениеU;ΔU_min– минимально возможное приращениеU, определяемое точностью его реализации. Отсюда наименьшее количество разрядовNЦАП (АЦП), необходимых для представления такого параметра, определяется как

N = [ log₂D] + 1, (7)

где [ … ]– целое, округленное в большую сторону.

Следует учитывать, что МП "воспринимает" время t через счетчик i элементарных временных интервалов t, то есть t = i * t, где i = 0, 1, 2 … ∞.

Определенную трудность для простых микропроцессорных систем вызывает вычисление сложных функций, например, тригонометрических. Здесь можно рекомендовать использовать табличный метод, причем таблица просчитывается заранее и будет введена в программу как "поле" констант.

Разработку математической модели МПС рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

1. По рекомендуемой литературе познакомиться с назначением проектируемой системы.

2. Проанализировать постановку задачи: определить параметры, значения которых известны или могут быть получены в процессе функционирования МПС, а также выходные параметры, значения которых должны быть вычислены.

3. Построить графическую модель процесса (в виде графика), который, по мнению разработчика, должен протекать в проектируемой МПС, с нанесенными на ней параметрами этого процесса.

4. Выполнить дискретизацию процесса.

5. Построить аналитическое описание задачи в виде формулы или системы формул относительно выходных параметров.

6. Выбрать и/или вычислить элементарный временной интервалtи константы, присутствующие в математической модели. При необходимости построить таблицы численных расчетов сложных функций, в ней присутствующих.

7. Результаты обсудить с преподавателем-консультантом и при необходимости скорректировать.